อะไรคือประเด็นของการออกแบบ PCB ของ DC-DC?

เมื่อเปรียบเทียบกับ LDO วงจรของ DC-DC นั้นซับซ้อนกว่ามาก โดยมีสัญญาณรบกวนสูงกว่าและข้อกำหนดสำหรับเลย์เอาต์และเลย์เอาต์ที่สูงกว่า คุณภาพของโครงร่างส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของ DC-DC ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องทราบโครงร่างของ DC-DC

1. รูปแบบที่ไม่ดี

• EMI, พิน DC-DC SW จะมี dv/dt สูงกว่า และ dv/dt ที่สูงกว่าจะทำให้เกิดการรบกวนของ EMI มากขึ้น
• เสียงสายกราวด์, การเดินสายดินไม่ดี, จะทำให้เกิดสัญญาณรบกวนการสลับบนสายกราวด์ค่อนข้างมาก, และเสียงเหล่านี้จะส่งผลกระทบต่อส่วนอื่น ๆ ของวงจร;
• เกิดแรงดันตกคร่อมบนสายไฟ และสายไฟยาวเกินไป ซึ่งจะทำให้แรงดันไฟฟ้าตกบนสายไฟ และลดประสิทธิภาพของ DC-DC ทั้งหมด แรงดันตกคร่อมถูกสร้างขึ้นบนสายไฟ และสายไฟก็เช่นกัน ยาวซึ่งจะทำให้แรงดันไฟฟ้าตกที่สายไฟและลดประสิทธิภาพของ DC-DC ทั้งหมด

2. หลักการทั่วไป

• วงจรกระแสสวิตชิ่งควรสั้นที่สุดเท่าที่จะทำได้
• กราวด์สัญญาณและกราวด์กระแสสูง (กราวด์กำลัง) จะถูกส่งแยกกัน และเชื่อมต่อที่จุดเดียวที่ชิป GND

1 วงจรสวิตชิ่งสั้น

LOOP1 สีแดงในรูปด้านล่างแสดงทิศทางการไหลของกระแสเมื่อเปิดท่อด้านสูง DC-DC และท่อด้านต่ำปิดอยู่ LOOP2 สีเขียวคือทิศทางการไหลของกระแสเมื่อปิดท่อด้านสูงและท่อด้านต่ำถูกเปิด

เพื่อให้วงจรทั้งสองนี้มีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และทำให้เกิดการรบกวนน้อยลง ควรปฏิบัติตามหลักการต่อไปนี้:

• พยายามให้ตัวเหนี่ยวนำใกล้กับพิน SW;
• ตัวเก็บประจุอินพุตควรอยู่ใกล้กับพิน VIN มากที่สุด
• กราวด์ของตัวเก็บประจุอินพุตอยู่ใกล้กับพิน PGND มากที่สุด
• เส้นทางโดยการวางทองแดง

ทำไมคุณถึงต้องการทำเช่นนี้?

• ถ้าเส้นบางเกินไปและยาวเกินไป อิมพีแดนซ์จะเพิ่มขึ้น และกระแสสูงจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้ากระเพื่อมที่ค่อนข้างสูงสำหรับอิมพีแดนซ์นี้
• หากเส้นบางเกินไปและยาวเกินไป มันจะเพิ่มการเหนี่ยวนำปรสิตซึ่งจะควบคู่ไปกับสัญญาณรบกวนการสลับซึ่งจะส่งผลต่อความเสถียรของ DC-DC และทำให้เกิดปัญหา EMI
• ความจุและความต้านทานของปรสิตจะเพิ่มการสูญเสียการสวิตชิ่งและการสูญเสียการนำไฟฟ้า และส่งผลต่อประสิทธิภาพของ DC-DC

2 การต่อลงดินแบบจุดเดียว

การต่อลงดินแบบจุดเดียวหมายถึงการต่อลงดินแบบจุดเดียวระหว่างกราวด์สัญญาณและกราวด์กำลัง จะมีสัญญาณรบกวนการสลับค่อนข้างมากบนกราวด์ไฟฟ้า ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพยายามหลีกเลี่ยงการรบกวนสัญญาณขนาดเล็กที่มีความละเอียดอ่อน เช่น หมุดป้อนกลับของ FB

• กราวด์กระแสสูง: L, Cin, Cout และ Cboot เชื่อมต่อกับเครือข่ายของกราวด์กระแสสูง
• กราวด์กระแสไฟขนาดเล็ก: Css, Rfb1, Rfb2 เชื่อมต่อแยกต่างหากกับเครือข่ายของกราวด์สัญญาณ

แผนภาพต่อไปนี้แสดงโครงร่างของบอร์ดพัฒนาของ TI โดยมีสีแดงเป็นเส้นทางปัจจุบันเมื่อท่อด้านบนเปิด และสีน้ำเงินเป็นเส้นทางปัจจุบันเมื่อท่อด้านล่างเปิด เค้าโครงต่อไปนี้มีข้อดีดังต่อไปนี้:

1 GND ของตัวเก็บประจุอินพุตเชื่อมต่อกับผิวทองแดง และเมื่อตกแต่ง ควรวางพื้นของทั้งสองเข้าด้วยกันให้มากที่สุด GND ของตัวเก็บประจุอินพุตเชื่อมต่อกับผิวทองแดง และเมื่อตกแต่ง พื้นของ ทั้งสองควรนำมารวมกันให้มากที่สุด

path เส้นทางปัจจุบันของ DC-DC Ton และ Toff สั้นมาก

3. สัญญาณเล็กๆ ทางด้านขวาจะต่อสายดินที่จุดเดียว ซึ่งอยู่ห่างจากสัญญาณรบกวนของสวิตช์กระแสสูงทางด้านซ้าย

3. ตัวอย่าง

โครงร่างของวงจร DC-DC BUCK ทั่วไปมีดังต่อไปนี้ และจุดต่อไปนี้ระบุไว้ใน SPEC:

• วงจรสวิตชิ่งที่เกิดจากตัวเก็บประจุอินพุต ทรานซิสเตอร์ MOS ด้านสูงและไดโอดอิสระมีขนาดเล็กและสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
• ตัวเก็บประจุอินพุตควรอยู่ใกล้กับ Vin Pin มากที่สุด
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อป้อนกลับทั้งหมดสั้นและตรง และตัวต้านทานป้อนกลับและองค์ประกอบการชดเชยอยู่ใกล้กับชิปมากที่สุด
• SW ห่างจากสัญญาณที่ละเอียดอ่อน เช่น FB;
• เชื่อมต่อ VIN, SW โดยเฉพาะ GND กับพื้นที่ทองแดงขนาดใหญ่เพื่อทำให้ชิปเย็นลงและปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อนและความน่าเชื่อถือในระยะยาว

4 สรุป

เค้าโครงของวงจร DC-DC มีความสำคัญมาก ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความเสถียรและประสิทธิภาพของ DC-DC โดยทั่วไป SPEC ของชิป DC-DC จะให้คำแนะนำเกี่ยวกับโครงร่าง ซึ่งสามารถนำไปใช้อ้างอิงในการออกแบบได้

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: บทความนี้คัดลอกมาจาก "สิงโตโจมตีเมืองสาย 8" บทความนี้นำเสนอเฉพาะมุมมองส่วนตัวของผู้เขียน และไม่ได้เป็นตัวแทนมุมมองของ Sacco Micro และอุตสาหกรรม มีไว้สำหรับการพิมพ์ซ้ำและแบ่งปันเพื่อสนับสนุนการคุ้มครองสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาเท่านั้น โปรดระบุแหล่งที่มาต้นฉบับและผู้แต่งเมื่อพิมพ์ซ้ำ หากมีการละเมิดใด ๆ โปรดติดต่อเราเพื่อลบออก

โทรศัพท์บริษัท: +86-0755-83044319
แฟกซ์/แฟกซ์:+86-0755-83975897
อีเมล์: 1615456225@qq.com
QQ: 332496225 ผู้จัดการชิว
ที่อยู่: ห้อง 809 บล็อก C อาคารเทคโนโลยี Zhantao เลขที่ 1079 Minzhi Avenue เขตหลงหัวใหม่ เซินเจิ้น